CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DO AMAPÁ
CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAIS
PROFESSOR: JAIR GOMES
TURMA: 5ARQV DATA: 03/02/09
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
O que é estrutura?
Como já visto anteriormente, as estruturas são sistemas físicos constituídos de corpos ou componentes
interligados, capazes de receber e transmitir esforços. Em outras palavras, estrutura é um conjunto de elementos
conveniente interligados, de forma a desempenharem uma determinada função.
A construção de uma edificação é constituída de muitos elementos, mas de todos eles a estrutura é vital para a
sua existência. Uma construção pode existir sem pintura e sem aquecimento, porém, não pode existir sem
estrutura. Para o caso particular das edificações em geral, sua estrutura pode ser definida como um conjunto de
elementos estruturais – lajes, vigas, pilares e fundações – convenientemente interligados através de vínculos
estruturais (ou apoios) – de forma que desempenhem uma função que é assegurar a definição de um espaço para o
convívio social e que permita segurança e o bem estar do homem.
Estrutura como caminho das forças
Um sistema estrutural, que normalmente é composto por pilares, vigas, lajes, telhados, etc., deve ser elaborado
de tal forma que seja capaz de suportar e controlar seu próprio peso e seja também capaza de receber outras ações
(cargas). E a essência deste processo não é somente a de receber estes carregamentos, mas que seus elementos
sejam capazes também de transmitir estas cargas internamente. Sem esta capacidade de transferir e descaregar as
cargas, um elemento não poderá suportar, nem mesmo as cargas permanente (peso próprio + outras cargas que
sempre existirão na vida útil da estrutura) ou tão pouco as cargas acidentais (peso das pessoas, peso de mobiliário,
vento ou dinâmicas). Sendo assim, a funções de qualquer estrutura serão de receber, transferir e descarregar
qualquer tipo de carregamento.
Este processo é conhecido por “fluxo de cargas”, ou seja, é o caminho que as forças ou cargas devem percorrer
naturalmente e é também um critério para obtenção de uma estrutura econômica. Este fluxo de cargas não terá
problema desde que a estrutura tenha uma forma que permita com que as cargas atuantes sigam um caminho
natural e mais curto até seu ponto de descarga, a terra.
O caminho natural que as forças gravitacionais, ou seja, os pesos dos objetos e das pessoas, tendem a tomar é o
da vertical. O problema ocorrerá quando estas cargas não seguem um caminho direto, mas tem que acomodar
certos desvios. Se for oferecido a estas forças um caminho mais longo, elas obrigatoriamente terão que percorrêlo, desviando-se, assim, de sua tendência natural e provocando esforços que solicitarão os elementos presentes
nesse caminho. É como percorrer um labirinto cheio de desvios: a tendência seria seguir em linha reta e, com isso,
não se submeter a maiores esforços; a cada curva realizada, se é forçado a mudar de direção, solicitando um
esforço adicional ao corpo. Ao final da corrida, a fadiga será maior do que se fosse percorrido um caminho reto. O
mesmo ocorre com as forças quando obrigadas a desviar-se do seu caminho natural, a vertical.
Sendo assim, projetar uma estrutura é uma técnica de desenvolver um sistema no qual o fluxo de cargas ou
caminho das forças coincida ou pelo menos se aproxime da forma delineada da edificação no projeto
arquitetônico. Portanto, a estrutura das edificações é o caminho pelo qual as forças que atuam sobre ela devem
transitar até chegar ao seu destino final, o solo.
Pode-se considerar que a essência do projeto estrutural é o de desenvolvimento de um sistema de forma
material que dirige as forças para certas direções e as conduz às fundações com o máximo de estética e eficiência
do material, e com o minímo de obstrução do espaço interior. Portanto, o conhecimento do arquiteto nesse assunto
deve prender-se predominantemente aos mecanismos que fazem as forças mudarem sua direção e dos sistemas
para cobrir espaços e resistir a deformações.
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CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
Qual a melhor solução estrutural?
Como vimos anteriormente, o processo de concepção e elaboração do projeto estrutural leva em consideração
a escolha de vários outros fatores, que de certa maneira contribuirão com seu papel individual para a definição
final da estrutura, tais como estética, eficiência do material estrutural, disposição dos elementos componentes da
estrutura. Portanto, a melhor solução estrutural é aquela que procura resolver da melhor maneira os requisitos
impostos.
Para responder à pergunta acima é necessária a formulação de uma outra: melhor em relação a que? A mais
fácil de construir? A mais bonita? A mais econômica? A melhor estrutura na verdade não existe. Existe, sim, uma
boa solução que resolve bem alguns pré-requisitos. Assim mesmo, não resolve todos os requisitos com o mesmo
grau de eficiência.
Uma solução poderá ser econômica no consumo de materiais, mas poderá ser feia e de execução demorada.
Outra poderá ser bonita, mas cara e difícil de ser executada, e assim por diante. Para orientar a escolha é
necessário estabelecer uma hieraquia de quesitos aos quais a solução deverá atender, de maneira que se
estabeleçam categorias de importância, de forma que a solução encontrada atenda muito bem os mais importantes
e bem os menos importantes. Por exemplo, conceber uma estrutura muito econômica, bem bonita e fácil de
executar.
Nem sempre se pode afirmar categoricamente qual é a melhor solução, mas, sem dúvida, pode-se afirmar qual
é a pior: a que apresentar o maior desencontro entre os objetivos do projeto de arquitetura e os do projeto de
estrutura.
Quem concebe a estrutura?
Uma coisa é conceber a estrutura, outra é dimensioná-la para que seja capaz de suportar as condições de
trabalho às quais estará submetida. Conceber é compreender, entender e ser capaz de explicar. Conceber algo não
significa necessariamente materializá-lo. A concepção da estrutura é anterior ao seu dimensionamento, ou seja, à
sua quantificação. Conceber uma estrutura é ter consciência da possibilidade da sua existência; é perceber a sua
relação com o espaço gerado; é perceber o sistema ou sistemas capazes de transmitir as cargas ao solo, da forma
mais natural; é identificar os materiais que, de maneira mais adequada, se adaptam a esses sistemas.
Não se pode imaginar uma forma que não necessite de uma estrutura, ou uma estrutura que não tenha uma
forma. Toda forma tem uma estrutura e toda estrutura tem uma forma. Dessa maneira, não se pode conceber uma
forma
sem
se
conceber
automaticamente
uma
estrutura
e
vice-versa.
É muito comum ver-se a arquitetura como a criadora de formas que aparentemente possam existir
independentes de sua estrutura, dos materiais de que são feitas e do processo de sua construção. Na verdade, a
concepção de uma forma implica na concepção de uma estrutura e, em consequência, dos materiais e processos
para materializá-la. A estrutura e a forma são um só objeto, e, assim sendo, conceber uma implica em conceber
outra e vice-versa. A forma e a estrutura nascem juntas. Logo, quem cria a forma cria a estrutura.
O papel do cálculo estrutural
Não é o cálculo que concebe uma forma, mas sim o esforço idealizador da mente humana. O cálculo existe para
comprovar e corrigir o que se intuiu e portanto é uma ferramenta com a qual se manipula um modelo físico. Para
isso, é necessário que a ferramenta seja ajustável ao modelo. O principal objetivo do cálculo estrutural é a obtenção
dos esforços internos (e tensões) aos quais estará submetida a estrutura e seus elementos componentes e a obtenção
dos deslocamentos (e deformações) ocorridos nos mesmos, a partir da definição de um modelo físico e seu
carregamento externo, no qual a análise dos resultados e verificação de atendimento da estrutura aos requisitos
estruturais (estabilidade, resistência, rigidez e etc.) pré-estabelecidos ficará a cargo do projetista de estruturas.